高液压效率可变喷油规律高压共轨系统的制作方法

1.本发明涉及的是一种燃油喷射系统，具体地说是高压共轨系统。


背景技术：

2.高压共轨系统具有压力稳定、控制灵活、响应快、控制精度高、喷射一致性好等优点，但随着排放法规的日益严格，柴油机的燃烧及排放性能需求对于燃油喷射系统的控制提出了更高的要求，更高的喷油压力、更快的响应速度、更加灵活可控的喷油规律等将是未来柴油机燃油喷射系统的发展趋势。
3.想要提高喷油响应速度，需要缩短控制信号开始至喷油起始时刻的时间延迟，喷油延迟主要受到控制阀开启延迟和针阀开启延迟两部分影响，控制阀开启延迟主要由电磁阀决定，延迟时间相对较短，针阀开启延迟主要受到控制腔回油的制约，延迟时间相对较长，因此提高控制腔的回油速度是增强系统响应性能的关键。
4.为实现更高的喷射压力和更加灵活可控的喷油规律，目前一般在喷油器内安装一个增压模块，通过电磁阀控制增压活塞运动实现增压，或者在传统高压共轨系统的共轨管与喷油器之间安装一个增压器，同样通过电磁阀控制增压活塞的运动实现增压。前者使系统结构更加紧凑，但后者拆卸安装方便，因此应用范围更广。然而无论是哪种增压方式，增压响应速度均有待提高，以满足系统喷油量、喷油速率、喷油规律曲线形状等喷射需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供在降低对电磁力需求的同时，实现微动态回油，提高液压效率和响应速度的高液压效率可变喷油规律高压共轨系统。
6.本发明的目的是这样实现的：
7.本发明高液压效率可变喷油规律高压共轨系统，其特征是：包括共轨管、油箱、增压器、喷油器、油泵，共轨管分别连接油泵和增压器入口，油泵连接油箱，增压器的出口连接喷油器的进油口，喷油器的回油口连接油箱，共轨管还通过限压阀连接油箱。
8.本发明还可以包括：
9.1、所述增压器包括活塞体、增压器紧固帽、控制阀体、紧固体、增压器紧帽，活塞体侧方设置有支出部分，支出部分与控制阀体通过定位销连接并通过紧固体连接紧固在一起，活塞体顶端套有增压器紧固帽，控制阀体端部套有增压器紧帽，增压器紧固帽里设置上端管接头即增压器入口，活塞体里设置增压活塞，增压活塞里设置单向阀腔，单向阀腔里设置单向阀，单向阀上方为阀座，单向阀下方为单向阀复位弹簧，单向阀腔下方设置进油通道，增压活塞中部与活塞体之间形成控制室，增压活塞下端与活塞体之间形成增压室，增压活塞下端套有增压活塞复位弹簧，增压活塞复位弹簧位于增压室里，增压室下方的活塞体设置高压油路连通通道；紧固体里设置控制阀、控制阀电磁铁，控制阀位于控制阀体里，控制阀端部套有控制阀衔铁，控制阀衔铁位于控制阀电磁铁，活塞体里设置控制油路、进油油路，控制油路连通控制室，进油油路连通增压器入口，控制阀端部与活塞体之间形成控制阀
低压腔，控制阀周围设置控制阀进油腔、控制阀回油腔、控制阀进油槽、控制阀回油槽、控制阀进油室、控制阀回油室、控制阀平衡槽，控制阀平衡槽、控制阀进油腔、控制阀进油槽均与进油油路连通，控制阀回油室、控制阀进油室均与控制油路连通，控制阀低压腔、控制阀回油腔、控制阀回油槽均与油箱连通。
10.2、所述喷油器包括自上而下设置的喷油器控制块、喷油器阀块、量孔板、喷嘴，喷油器控制块里设置高压油路、先导阀电磁铁，高压油路连通高压油路连通通道，喷油器阀块里设置先导阀，先导阀顶端套有先导阀衔铁，先导阀衔铁位于先导阀电磁铁下方，喷嘴里设置针阀块、针阀，针阀的上部分位于针阀块里，针阀顶端、针阀块以及量孔板之间形成控制腔，针阀与喷嘴之间形成环形腔室，环形腔室连通高压油路，先导阀底部与量孔板之间形成先导阀低压腔，先导阀周围分别设置先导阀进油腔、先导阀回油腔、先导阀进油槽、先导阀回油槽、先导阀进油室、先导阀回油室、先导阀平衡槽、控制通道，先导阀平衡槽、先导阀进油腔、先导阀进油槽均与高压油路连通，先导阀回油室、先导阀进油室均与控制通道连通，先导阀低压腔、先导阀回油腔、先导阀回油槽均与油箱连通。
11.3、在喷射准备阶段，控制阀电磁铁和先导阀电磁铁的线圈均不通电，控制阀在控制阀复位弹簧预紧力的作用下限位于左端，先导阀在先导阀复位弹簧预紧力的作用下限位于下端，燃油从油箱进入油泵，被加压成高压燃油后进入共轨管，高压燃油进入增压器，一部分燃油流经阀座、单向阀，通过进油通道进入增压室，增压室燃油通过高压油管进入喷油器的高压油路；另一部分通过进油油路进入控制阀平衡槽和控制阀进油腔，控制阀进油腔高压燃油通过控制阀进油槽、控制阀进油室、控制油路进入控制室，增压活塞在增压活塞复位弹簧和液压力的作用下处于上限位，高压油路的燃油一部分进入先导阀进油腔和先导阀平衡槽，另一部分进入针阀与喷嘴之间的环形腔室，先导阀进油腔的高压燃油通过先导阀进油槽、先导阀进油室、控制通道进入控制腔，针阀在针阀复位弹簧预紧力和液压力的作用下落座于喷嘴。
12.4、进行轨压喷射时，控制阀电磁铁的线圈不通电，先导阀电磁铁的线圈通电，吸引先导阀电磁铁带动先导阀上行，先导阀进油室与先导阀进油槽断开，先导阀回油槽与先导阀回油室连通，控制腔内燃油通过控制通道、先导阀回油室、先导阀回油槽、先导阀回油腔进入油箱，控制腔燃油压力降低，直到针阀下端所受液压力大于针阀复位弹簧预紧力和控制腔液压力，针阀开始上升，喷油。
13.5、进行靴形喷射时，先导阀电磁铁的线圈先通电，吸引先导阀电磁铁带动先导阀上行，先导阀进油室与先导阀进油槽断开，先导阀回油槽与先导阀回油室连通，控制腔内燃油通过控制通道、先导阀回油室、先导阀回油槽、先导阀回油腔进入油箱，控制腔燃油压力降低，直到针阀下端所受液压力大于针阀复位弹簧预紧力和控制腔液压力，针阀开始上升，喷油；喷油过程中，控制阀电磁铁的线圈通电，吸引控制阀衔铁带动控制阀右行，控制阀进油槽与控制阀进油室断开，控制阀回油室与控制阀回油槽连通，控制室内燃油通过控制油路、控制阀回油室、控制阀回油槽、控制阀回油腔进入油箱，控制室燃油压力降低，直到增压活塞上端所受液压力大于下端所受液压力和增压活塞复位弹簧预紧力，增压活塞开始下行，增压室燃油压力上升使单向阀落座于阀座而隔断共轨管燃油，开始增压，喷油规律发生变化。
14.6、进行超高压喷射时，先导阀电磁铁的线圈通电，吸引先导阀电磁铁带动先导阀
上行，先导阀进油室与先导阀进油槽断开，先导阀回油槽与先导阀回油室连通，控制腔内燃油通过控制通道、先导阀回油室、先导阀回油槽、先导阀回油腔进入油箱，控制腔燃油压力降低，直到针阀下端所受液压力克服针阀复位弹簧预紧力和控制腔液压力，针阀开始上升，喷油；与此同时，控制阀电磁铁的线圈通电，吸引控制阀衔铁带动控制阀右行，控制阀进油槽与控制阀进油室断开，控制阀回油室与控制阀回油槽连通，控制室内燃油通过控制油路、控制阀回油室、控制阀回油槽、控制阀回油腔进入油箱，控制室燃油压力降低，直到增压活塞上端所受液压力大于下端所受液压力和增压活塞复位弹簧预紧力，增压活塞开始下行，增压室燃油压力上升使单向阀落座于阀座而隔断共轨管燃油，开始增压。
15.7、喷油结束后，先导阀电磁铁的线圈断电，先导阀在先导阀复位弹簧弹力的作用下重新限位于下端，先导阀回油槽与先导阀回油室断开，先导阀进油室与先导阀进油槽连通，高压燃油从高压油路通过先导阀进油腔、先导阀进油槽、先导阀进油室、控制通道进入控制腔，控制腔压力恢复，针阀在液压力和针阀复位弹簧弹力的作用下关闭，燃油停止喷射；与此同时，控制阀电磁铁的线圈断电，控制阀在控制阀复位弹簧弹力的作用下重新限位于左端，控制阀回油室与控制阀回油槽断开，控制阀进油槽与控制阀进油室连通，高压燃油从进油油路通过控制阀进油腔、控制阀进油槽、控制阀进油室、控制油路进入控制室，控制室压力恢复，增压活塞在液压力和增压活塞复位弹簧弹力的作用下上行直到其上限位，增压活塞上行过程中增压室燃油压力逐渐降低，直到其低于轨压时，单向阀打开，共轨管高压燃油对增压室进行补充。
16.本发明的优势在于：本发明的高液压效率可变喷油规律高压共轨系统通过新型增压器控制阀和喷油器先导阀，使进油和回油完全分隔开，加快了进油和回油速率，从而实现喷油和增压的快速控制，增强了系统的响应性能和可靠性，并减少了回油过程中因燃油补充导致的更多动态回油量，提高了系统的液压效率、经济性。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图；
18.图2为增压器结构示意图；
19.图3为增压器控制阀组件结构示意图；
20.图4为喷油器结构示意图；
21.图5为喷油器先导阀组件结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
23.结合图1-5，本发明的高液压效率可变喷油规律高压共轨系统由油箱1、滤清器2、油泵3、共轨管4、限压阀5、增压器6和喷油器7组成。油箱1、滤清器2、油泵3、共轨管4顺序安装连接，限压阀5安装在共轨管4上，增压器6上端管接头8通过油管与共轨管4相连，下端接头17通过油管与喷油器7相连。
24.增压器6的活塞体18与控制阀体24通过定位销连接，并通过紧固体25的螺纹连接紧固在一起，增压器紧固帽9与活塞体18、紧固体25和增压器紧帽22、增压器紧帽22与电接头21均通过螺纹连接.增压活塞13安装在活塞体18内，增压活塞13中部周面与活塞体18形
成控制室14，增压活塞13内部加工有凹槽和进油通道19，凹槽内自上而下装有阀座10、单向阀11和单向阀复位弹簧12，增压活塞13下端的增压室16装有增压活塞复位弹簧15，增压活塞13在增压活塞复位弹簧15预紧力的作用下处于上限位置。来自共轨管4的高压燃油一部分通过增压活塞13内部的油路进入增压室16，另一部分通过进油油路26进入增压器控制阀组件23，控制室14通过控制油路20与增压器控制阀组件23连通。控制阀平衡槽27、控制阀进油腔29、控制阀进油槽33均与进油油路26长期连通，控制阀回油室35、控制阀进油室34均与控制油路20长期连通，控制阀低压腔38、控制阀回油腔28、控制阀回油槽36均与油箱1长期连通。控制阀电磁铁31安装在紧固体25内，控制阀衔铁30安装在控制阀37右端，控制阀37在控制阀复位弹簧32预紧力的作用下限位于左端，控制阀进油室34与控制阀进油槽33连通，控制阀回油槽36与控制阀回油室35断开。
25.喷油器7的喷油器控制块49、喷油器阀块41、量孔板47、喷嘴42自上而下安装，喷油器紧帽40与喷油器控制块49通过螺纹连接紧固，针阀块46安装在量孔板47下方、喷嘴42内部。高压油路39主要通往喷油器7的两处，一是喷油器先导阀组件48，二是针阀43与喷嘴42之间的环形腔室。先导阀平衡槽55、先导阀进油腔52、先导阀进油槽61均与高压油路39长期连通，先导阀回油室59、先导阀进油室60均与控制通道58长期连通，先导阀低压腔57、先导阀回油腔53、先导阀回油槽54均与油箱1长期连通。先导阀电磁铁50安装在喷油器控制块49内，先导阀衔铁63安装在先导阀62上端、先导阀电磁铁50和先导阀复位弹簧51下方，先导阀62在先导阀复位弹簧51预紧力的作用下限位于下端，先导阀进油室60与先导阀进油槽61连通，先导阀回油槽54与先导阀回油室59断开。量孔板47、针阀块46、针阀43共同形成了控制腔56，针阀复位弹簧45安装在针阀43中部加工的卡座与针阀块46之间，在针阀复位弹簧45预紧力和液压力的作用下，针阀43落座于喷嘴42下端而密封喷孔44。
26.本发明的高液压效率可变喷油规律高压共轨系统主要有3种喷油规律控制模式，即轨压喷射、靴形喷射和超高压喷射，其工作过程如下：
27.在系统喷射准备阶段，控制阀电磁铁31和先导阀电磁铁50的线圈均不通电，控制阀37在控制阀复位弹簧32预紧力的作用下限位于左端，先导阀62在先导阀复位弹簧51预紧力的作用下限位于下端。燃油从油箱1经过滤清器2净化后进入油泵3，被加压成高压燃油后进入共轨管4，高压燃油通过管接头8进入增压器6，一部分燃油流经阀座10、单向阀11，通过进油通道19进入增压室16，增压室16燃油通过与接头17连接的高压油管进入喷油器7的高压油路39；另一部分通过进油油路26进入控制阀平衡槽27和控制阀进油腔29，控制阀进油腔29高压燃油通过控制阀进油槽33、控制阀进油室34、控制油路20进入控制室14，增压活塞13在增压活塞复位弹簧15和液压力的作用下处于上限位。高压油路39的燃油一部分进入喷油器先导阀组件48的先导阀进油腔52和先导阀平衡槽55，另一部分进入针阀43与喷嘴42之间的环形腔室。先导阀进油腔52的高压燃油通过先导阀进油槽61、先导阀进油室60、控制通道58进入控制腔56，针阀43在针阀复位弹簧45预紧力和液压力的作用下落座于喷嘴42而密封喷孔44。
28.系统进行轨压喷射时，控制阀电磁铁31的线圈不通电，先导阀电磁铁50的线圈通电，吸引先导阀电磁铁50带动先导阀62上行，先导阀进油室60与先导阀进油槽61断开，先导阀回油槽54与先导阀回油室59连通，控制腔56内燃油通过控制通道58、先导阀回油室59、先导阀回油槽54、先导阀回油腔53进入油箱1，控制腔56燃油压力降低，直到针阀43下端所受
液压力大于针阀复位弹簧45预紧力和控制腔56液压力，针阀43开始上升，喷孔44开启并喷油。由于控制腔56回油过程中没有高压燃油对控制腔56进行补充，因此控制腔56燃油压力下降较快，因此相较传统的喷油装置，该系统喷油响应更快、经济性更好，提高了液压效率。
29.系统进行靴形喷射时，先导阀电磁铁50的线圈先通电，吸引先导阀电磁铁50带动先导阀62上行，先导阀进油室60与先导阀进油槽61断开，先导阀回油槽54与先导阀回油室59连通，控制腔56内燃油通过控制通道58、先导阀回油室59、先导阀回油槽54、先导阀回油腔53进入油箱1，控制腔56燃油压力降低，直到针阀43下端所受液压力大于针阀复位弹簧45预紧力和控制腔56液压力，针阀43开始上升，喷孔44开启并喷油。喷油过程中，控制阀电磁铁31的线圈通电，吸引控制阀衔铁30带动控制阀37右行，控制阀进油槽33与控制阀进油室34断开，控制阀回油室35与控制阀回油槽36连通，控制室14内燃油通过控制油路20、控制阀回油室35、控制阀回油槽36、控制阀回油腔28进入油箱1，控制室14燃油压力降低，直到增压活塞13上端所受液压力大于下端所受液压力和增压活塞复位弹簧15预紧力，增压活塞13开始下行，增压室16燃油压力上升使单向阀11落座于阀座10而隔断共轨管4燃油，系统开始增压，喷油规律发生变化。同样，由于控制室14回油过程中没有高压燃油对控制室14进行补充，因此控制室14燃油压力下降较快，因此系统增压响应较快、经济性好，提高了液压效率。
30.系统进行超高压喷射时，先导阀电磁铁50的线圈通电，吸引先导阀电磁铁50带动先导阀62上行，先导阀进油室60与先导阀进油槽61断开，先导阀回油槽54与先导阀回油室59连通，控制腔56内燃油通过控制通道58、先导阀回油室59、先导阀回油槽54、先导阀回油腔53进入油箱1，控制腔56燃油压力降低，直到针阀43下端所受液压力克服针阀复位弹簧45预紧力和控制腔56液压力，针阀43开始上升，喷孔44开启并喷油。与此同时，控制阀电磁铁31的线圈通电，吸引控制阀衔铁30带动控制阀37右行，控制阀进油槽33与控制阀进油室34断开，控制阀回油室35与控制阀回油槽36连通，控制室14内燃油通过控制油路20、控制阀回油室35、控制阀回油槽36、控制阀回油腔28进入油箱1，控制室14燃油压力降低，直到增压活塞13上端所受液压力大于下端所受液压力和增压活塞复位弹簧15预紧力，增压活塞13开始下行，增压室16燃油压力上升使单向阀11落座于阀座10而隔断共轨管4燃油，系统开始增压。相较于轨压喷射，超高压喷射的喷油压力和喷油速率更高。
31.喷油结束后，先导阀电磁铁50的线圈断电，先导阀62在先导阀复位弹簧51弹力的作用下重新限位于下端，先导阀回油槽54与先导阀回油室59断开，先导阀进油室60与先导阀进油槽61连通，高压燃油从高压油路39通过先导阀进油腔52、先导阀进油槽61、先导阀进油室60、控制通道58进入控制腔56，控制腔56压力恢复，针阀43在液压力和针阀复位弹簧45弹力的作用下关闭，燃油停止从喷孔44喷射。与此同时，控制阀电磁铁31的线圈断电，控制阀37在控制阀复位弹簧32弹力的作用下重新限位于左端，控制阀回油室35与控制阀回油槽36断开，控制阀进油槽33与控制阀进油室34连通，高压燃油从进油油路26通过控制阀进油腔29、控制阀进油槽33、控制阀进油室34、控制油路20进入控制室14，控制室14压力恢复，增压活塞13在液压力和增压活塞复位弹簧15弹力的作用下上行直到其上限位，增压活塞13上行过程中增压室16燃油压力逐渐降低，直到其略低于轨压时，单向阀11打开，共轨管4高压燃油对增压室16进行补充，不至于使其过低而影响下一次喷射。
32.无论系统处于何种工作状态，由于控制阀37和先导阀62中间粗、两头细的设计，使控制阀37和先导阀62全程受到指向阀中部的液压力，且中间较粗，一定程度上降低了其压
应力，保证了控制阀37和先导阀62的强度，同时降低了对电磁力的需求；而传统工字形平衡阀中间细、两头粗的设计使得阀全程受到指向两端的液压力，且中间较细，导致其拉应力较高，长期使用极易断裂，因此控制阀37和先导阀62的设计提高了系统工作的可靠性。